Дано:
m = 620 г = 0,62 кг
p олова = 7300 кг/м³
p масла = 900 кг/м³
g = 10 м/с²
Fa - ?
Fa = p жидкости * g * V погруженной части тела
Олово имеет гораздо большую плотность, чем масло, поэтому оно в нём тонет. Значит, объём погруженной части тела, сделанного из олова, будет равен объёму этого тела:
V погруженной части тела = V тела
V тела = m/p тела
Тогда сила Архимеда будет равна:
Fa = p жидкости * g * V тела = p масла * g * (m/p олова) = 900*10*(0,62/7300) = 9000*(0,62/7300) = (90*0,62)/73 = 0,76438... = 0,764 Н = 764 мН
При g = 9,8 м/с² Fa = 900*9,8*(0,62/7300) = (9*9,8*0,62)/73 = 0,74909... = 0,749 H = 749 мН
Обратим внимание, что в середине рисунка через связку поршней передаётся одна и та же сила, а не давление. Поэтому сила, с которой конечный поршень давит на тело, не совсем очевидна. Проанализируем участки рисунка:
Первый поршень давит на жидкость и давление передаётся на второй поршень, то есть давления будут одинаковыми:
p1 = p2
F1/S1 = F2/S2
F2 = (F1*S2)/S1
Второй поршень через жёсткую связку передаёт действие своей силы третьему поршню. Получается, что давление, создаваемое в правой части системы, будет иным, нежели в левой. Но оно также будет сохраняться для обоих поршней:
p3 = p4
F3/S3 = F4/S4
F3 = F2 =>
=> ((F1*S2)/S1)/S3 = F4/S4
(F1*S2)/(S1*S3) = F4/S4
Выразим силу F4 и узнаем её значение:
F4 = S4*(F1*S2)/(S1*S3) = 10*(50*10)/(1*2) = 5000/2 = 2500 Н
ответ: 2500 Н или 2,5 кН.
U = U
Поезд тормозит, а значит
U = U
Подставляем числа
U = 20 м/с - 0,1 м/с
U = 15 м/с
ответ: по окончанию торможения скорость поезда станет 15 м/с.